Файл: Фудим Е.В. Пневматическая вычислительная техника. Теория устройств и элементов.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 280

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

У С Т Р О Й С Т ВА ДЛЯ Д И Н А М И Ч Е С К И Х

ОПЕРАЦИЙ

403

Схема интегратора положительного

знакопостоянного

давления рг Г> р0

с выходом в виде количества газа

при­

ведена на рис. 15.8, а.

 

 

В процессе интегрирования верхняя полость конден­

сатора сообщена

с уровнем отсчета р0,

что обеспечивает

Рис. 15.8. Схемы интеграторов знакопостоянного давления с выходом в виде количества газа: п) для положительного (отрицательного) давления без ин­ вертирования; б) для положительного давления с инвертированием; p j , — кратковременные! дискретный сигнал, следующий после сигнала Vpi и пред­ назначенный для ввода количества газа No в верхнюю полость.

почти такое же давление в нижней полости, в результате чего приток газа определяется выражением

(15.23)

Введение нулевого начального условия и передача количества N газа на выход осуществляются при подаче сигнала р т , сообщающего с помощью переключателя и кон­ такта верхнюю полость с давлением питания, нижнюю — с выходной линией. Сигналом рт задается длительность интегрирования. При п сопротивлениях интегрируется арифметическая сумма. Если р0 = р Ш а х , то при перемене местами вводов входа рг и уровня отсчета р0 достигается интегрирование знакопостоянного отрицательного сигнала или инверсии положительного сигнала:

(15.24)

404

Т И П О В ЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА

[ГЛ. V

В случае перемены местами линий подвода питания и выходной и введения дополнительного контакта, сообща­ ющего нижнюю полость с ат­ мосферой (рис. 15.8, б), име­ ем на выходе интеграл поло­ жительного сигнала^ с"* отри­ цательным коэффициентом пе­

редачи:

\Ртг

Рис. 15.9. Схема интегратора зна­

копеременного сигнала

с

выходом

в виде количества газа: р Т з

—

крат­

ковременный

дискретный

сигпал,

следующий

после сигнала

р т 1

и

предназначенный

длп

заполиешш

верхней

полости

емкости

С.

дав­

лением

Ро и

последующей

пере­

дачи

поступившего количества газа

Лто

в нижнюю полость емкости

С,.

полный объем емкости С2 количество газа равно:

уу — M - Z l i f

n O d i -

Л -

&0

АО

) P i a t -

U

= N 0 - ^ p l d t . (15.25) d

Для интегрирования зна­ копеременных сигналов необ­ ходимо ввести некоторое на­ чальное количество газа i V 0 , что можно осуществить с по­ мощью дополнительной ем­ кости с вялой]мембраной и контакта [(рис. 15.9). Если равен V% < V, то выходное

где Уг — объем камеры пульсирующего сопротивления, V — полный объем емкости Сг.

Установив на выходе рассмотренных интеграторов пре­ образователь количества газа в давление, состоящий из камеры с контактом для введения начального условия рн и памяти, получаем соответствующие интеграторы с дав­ лением на выходе. Пример такого интегратора дай на рис. 15.10. Выход считывается только в дискретные моменты времени при подаче сигнала р т :

и

где Т = V/VJ.

Рис. 15.10. Схема интеграторам давлении на выходе, использующего емкость

с вялой мембраной.

Рис. 15.11. Схемы интеграторов, использующих

емкость с вялой мембраной;

а) для

положительного

сигнала; б) для инверсии

положительного сигнала;

о), для

знакопеременного

сигнала; г) для знакопеременного сигнала с мень­

 

шим

количеством элементов

в

схеме.

406

 

Т И П О В ЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА

[ГЛ. V

Интеграторы с давлением на выходе и непрерывным

считыванием получаются в случае, когда давление рт

уп­

равляет всеми элементами,

кроме контакта на линии вво­

да начального давления ра

*).

 

 

Схемы интеграторов для знакопостоянного

положи­

тельного сигнала, его инверсии и знакопеременного

сиг­

нала

приведены

на

рис.

15.11, а—в. Постоянная

вре­

мени

Т

= V / V J

для схем рис. 15.11, а и б;

для схемы

по рис.

15.11, в

Т =

(V +

V2)/VJ.

 

 

В схеме рис. 15.11, г

постоянная времени

определя­

ется полным объемом V2 емкости С2 . Удаление настраи­

ваемой

емкости

V

уменьшило количество элементов в

схеме, однако привело к наличию емкости с вялой мемб­ раной с настраиваемой величиной полного объема вместо настраиваемой обычной емкости.

Интеграл инверсии знакопеременного сигнала можно реализовать за счет перемены местами вводов рг и р0 в схемах рис. 15.11, в, г.

Вышеприведенные схемы позволяют интегрировать алгебраическую сумму входных сигналов, если применить соответствующее количество сопротивлений на входах.

Некоторые схемы интеграторов, построенных из пре­ образователя давления в расход, соответствующего струк­ туре V - 2, и камеры, приведены на рис. 15.12. Интегра­ торы на схеме рис. 15.12, а—в выполняют соответственно следующие операции над положительными сигналами:

р\** = к + -г[п*1'

с15-28)

и

 

Pl^ = P0n + -T-VP™*-PJdt>

( 1 5 - 2 9 )

It

 

%*t=Pa«--T-\pldt,

(15.30)

где Т = V/V-LJ — постоянная времени.

*) При р т = 0 переключающие элементы находятся в таких состояниях, которые обеспечивают заполнение давлением р в только

емкости объемом V (присоединенная к ней нижняя полость емкости с вялой мембраной минимальна).

§ 15]

УСТРОЙСТВА Д Л Я

Д И Н А М И Ч Е С К И Х О П Е Р А Ц И Й

407

Если

на амплитуду

входных сигналов не

наложе­

ны дополнительные ограничения, то схемы рис. 15.12, а ж б

работоспособны при pv

< р0, а схема рис. 15.12, в — при

Pv > Ртах, т. е. когда

диапазон изменения давления в

XI)

Рис. 15.12. Схемы интеграторов, построенных из преобразователей давления в расход и камеры.

камере находится вне рабочего диапазона входного дав­ ления.

Схемы, показанные на рис. 15.12, г и д, работают со­ ответственно со знакопеременными и знакопостоянными сигналами. В этих схемах реализуются следующие

408 Т И П О В ЫЕ П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Е УСТРОЙСТВА [ГЛ. V

зависимости:

1 Z

 

P»„x= K + ^\(Pl

+ P l J d t - ( Р „ < Л ) . (15.31)

« « = я + 4 - | ^ л

(^S-Tn^r-1 )- (15-32)

Для схем рис. 15.12, е и ж, оперирующих со знакопере­ менными сигналами, имеем:

pi«.=n+4-\\pi\dt- (15.33)

Схема с раздельным интегрированием положительных и отрицательных сигналов знакопеременного входного

Рис. 15.13. Схемы интеграторов с обратной связью по времени: а) для знакопеременного сигнала; б) для знако­ постоянного сигнала.

давления рх приведена на рис. 15.13, а. Она отличается от схемы интегратора, изображенной на рис. 15.1, а, нали­ чием вместо конденсатора двух камер и переключателя с

непрерывным сопротивлением. Начальные давления

р°в1

и Рт в камерах имеют разные знаки, что позволяет

орга-

У С Т Р О Й С Т В А

Д Л Я Д И Н А М И Ч Е С К И Х

О П Е Р А Ц И Й

409

низовать

глубокую

отрицательную

обратную

связь —

при pl >» 0 переключатель подсоединяет камеру с р,° <

О,

а при pl <с О — камеру

с р°

>

0. Переключатель

управ­

ляется дискретным

выходом

р у

 

 

 

 

 

 

усилителя. Интегратор

переста-

р,

 

 

^

р

^

ет работать, когда

давление

в

 

 

 

 

 

 

одной из

камер достигает р0,

в

 

 

 

 

 

 

результате чего становится не-

Р и с -

1 6

i £ * b S ^ e T i ! r ^ o p a

возможным формирование отри­

 

 

 

 

 

 

цательной обратной

связи. Выходы интегратора

*)

равны

 

^ =

^

+ - ^ Р ? < Ч о > 0

,

 

(15-34;

f I

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тх

=

Д ^ ; Т2 =

RXC2;

р°а1 <

0;

р°112

>

0.

 

При установке сумматора вместо двух повторителей

получается

^интегратор

для

знакопеременного

входа

с одним выходом. Такой интегратор, однако,

оказывается

сложнее

других.

 

 

 

 

 

 

 

Схема для интегрирования знакопостоянного сигнала

изображена на рис. 15.13, б.

Диапазон

выходного

сиг­

нала расположен по другую сторону

от р0, чем

диапазон

входного

сигнала.

 

 

 

 

 

 

 

Интегратор, построенный по структуре I I (рис. 15.14),

подробно рассмотрен в § 12

(см. рис. 12.1).

 

 

 

Пневмогидравлический интегратор

(рис.

15.15, а)

использует

линейность

гидравлического

сопротивления

и изменение объема над жидкостью в результате

ее пере­

тока.

 

 

 

 

Если а г — объемная]

проводимость гидравлическо­

го сопротивления,

то

мгновенный

расход жидкости,

обусловливаемый

разностью рх — р2

давлений

газа в

*) Сделано допущение: p s = р 0 (усилитель идеален, переклю­ чатель имеет нейтральное положение).

Смотрите также файлы